クラウド コンピューティングにおける仮想化: 知っておくべきことすべて

クラウド コンピューティングについて話すとき、私たちが本質的に意味するのは、使用できる仮想化テクノロジです。 これにより、サーバー リソースと、ストレージ、メモリ、処理能力、その他のコンポーネントなどのその他の要素をより多様に使用できるようになります。 仮想化によりクラウド コンピューティングの仕組みが変わり、開発者が単一のハードウェアとコンピューターのリソースを共有できる動的な仮想空間になりました。 これは、仮想層で作業し、親コンピューターやサーバーとは異なる独立したオペレーティング システムを展開するようなものです。

このテクノロジーにより、ソフトウェア開発者やハードウェアの専門家は、単一マシン上の物理的な場所で作業するのではなく、仮想空間で作業できるようになりました。 ユーザーはクラウド プラットフォーム上で作業し、単一のプロジェクトに取り組んでいる、または単一のワークステーションのリソースを共有している同様のユーザーとネットワークを構築します。 このブログでは、仮想化テクノロジーの成長分野を詳しく掘り下げ、複雑な概念を明確に理解できるようにすることを目的としています。

クラウド コンピューティングにおける仮想化とは何ですか?

クラウド コンピューティングにおける仮想化とは、ユーザーがオペレーティング システムをハードウェアから分離したままにできるテクノロジを意味します。 このようにして、単一マシンのハードウェアを使用して複数のオペレーティング システム (Linux、Windows) を実行できます。

仮想化とは、単にハードウェア上に追加の抽象化レイヤーがあることを意味します。 単一のコンピュータのコンポーネントを多数の小さな仮想セグメントに分割します。 これにより、ユーザーはコンピューターのメモリ、ストレージ、デバイス、プロセッサを使用できるようになります。 仮想化とは、ハードウェアを仮想プラットフォームで階層化し、この仮想プラットフォーム全体にソフトウェアとオペレーティング システムを分散することです。

仮想化に関連する用語:

• ハイパーバイザー:仮想プラットフォーム上で実際の物理ハードウェア上で動作するオペレーティング システムです。 これは、仮想クラウド プラットフォームで実行されるハードウェアのオペレーティング システムの一部です。 これは、Dom0 または Domain 0 と呼ばれることがあります。
• 仮想マシン:ハイパーバイザーと呼ばれるオペレーティング システムの下で動作する仮想コンピューターのようなものです。
• コンテナ:それらは、ハイパーバイザーと同じオペレーティング システムの一部です。 これらは、プロセス識別子を実行するために実行されるプロセスです。
• 仮想化ソフトウェア:あらゆるコンピュータ システムを仮想化するために導入されるソフトウェアのオペレーティング システムです。
• 仮想ネットワーク:他のサーバーに拡張できる、サーバー内の論理的に分離されたネットワークです。

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クラウド コンピューティングにおける仮想化の利点

仮想化は、ソフトウェア プロジェクトの開発に無限のメリットをもたらすテクノロジーです。 IT 管理者やソフトウェア専門家は、その柔軟性、機能、拡張性を高く評価しています。 プラットフォーム ビジネス モデルであっても、クラウド コンピューティングと仮想化テクノロジの無限の力を利用できます。 仮想化が提供するあらゆる利点を見れば、クラウド コンピューティングの将来における仮想化の成功を強調するのに十分です。

IT費用の削減

仮想化テクノロジーにより IT コストが大幅に削減されます。 非仮想環境では、物理コンピュータとリソースが最適に活用されない可能性があります。 その結果、コンピュータ システムの管理が不十分になり、利用可能なハードウェアおよびソフトウェア リソースが非効率的に使用される可能性があります。

しかし、企業が仮想サーバーとクラウド コンピューティング テクノロジを使用すると、仮想化によって単一のサーバーが複数のサーバーに変換され、それぞれが独立したオペレーティング システムを備えます。 仮想マシンは複数のアプリケーションを実行しながら、単一サーバーのリソースを使用できます。 仮想化には、単一の物理サーバーのみが使用されるため、コスト効率が非常に高いという明確な利点があります。

ダウンタイムの削減と効率的な災害管理

物理サーバーがクラッシュする可能性があり、エラーを修正するのに時間がかかります。 これには数日かかる場合があり、リソースの浪費につながり、プロジェクトが停滞する可能性があります。 しかし、仮想プラットフォームで作業している場合、仮想マシン (VM) が何らかの影響を受けたとしても、それを非常に簡単に複製して別のマシンにデプロイすることができます。 回復は速く、仮想サーバーのセットアップには数分しかかかりません。 ダウンタイムが削減され、プロジェクトの継続性が維持されます。 これは、動作を開始するまでに数時間または数日かかる可能性がある物理サーバーに比べて大きな利点です。

効率と生産性の向上

仮想化環境ではメンテナンスが軽減されるため、時間が節約され、生産性が向上します。 物理サーバーやハードウェア インフラストラクチャを維持する必要が少なくなります。 すべての VM は仮想環境内にあり、すべてのサーバーを更新するのではなく、これらの仮想サーバーを更新または更新をインストールできます。 時間が短縮されるということは、利用可能な人的資源とリソースがより効率的に使用されることを意味します。

独立制御

環境は仮想であり、システム全体が仮想マシンに分割されているため、制御は独立しています。 本番環境に影響を与えることなくテストを行うこともできます。 ソフトウェアの更新は、仮想マシンのクローンを作成し、そのマシン上で個別に更新を行うことで実行できます。

環境に優しい

仮想化環境を維持することは、物理インフラストラクチャよりも環境に優しいです。 サーバーとマシンの数が減ります。 つまり、電力と経費が節約されます。 データセンターでは、仮想化環境に物理コンピューターが関与しないため、二酸化炭素排出量が削減されます。

データやマシンのスムーズな転送

仮想化環境の明確な利点の 1 つは、物理サーバーやハード ドライブが存在しないことです。 これは、物理ハードディスクを検索する必要がなく、データがより高速に移動することを意味します。 物理サーバーを移動する必要はなく、メモリも仮想化サーバーにあります。 エネルギー、スペース、ストレージ、インフラストラクチャの経費を節約します。

安全

VM (仮想マシン) はサーバー システム全体から独立しています。 したがって、悪意のある攻撃があったとしても、影響を受けるのは VM のみであり、インフラストラクチャに侵入することはできません。 クラウド コンピューティングには、開発されたプロトコルと暗号化テクノロジが付属しています。 バックアップも仮想空間上に作成されるため、データが漏洩する心配もありません。

障害に対する保護

仮想化環境では、各 VM がそのコンテナになります。 運用のためにインフラストラクチャに依存しません。 特定の VM がテストされている場合、またはその VM がマルウェア攻撃を受けている場合、他の VM には侵入しません。 他の VM は相互に依存していないため、保護されます。

クラウドコンピューティングにおける仮想化の特徴

クラウド コンピューティングには、非常に独特な特徴があります。 したがって、仮想化とクラウド コンピューティングを意味するときは、それを特別なものにする特定の一連の特性を指します。

リソースの配布

クラウド コンピューティング プラットフォームとは、リソースが単一のマシンに集中するのではなく、分散されることを意味します。 あらゆるコンピュータをホスト コンピュータにすると、ユーザーを制御できるようになります。 ユーザー数を制限でき、システム全体を制御できます。

隔離

仮想化環境では、すべての仮想マシンは自己完結型です。 他の仮想マシンから分離することができ、これらの分離された仮想マシンを使用できるゲストにとっては最も有益です。 これにより環境が保護され、ゲストは機密情報にアクセスできなくなりますが、それでも他のユーザーとつながることができます。

可用性

仮想化環境の大きな特徴の 1 つは、ユーザーが物理マシンでは利用できない機能にアクセスできることです。 稼働時間が向上し、可用性が向上します。 また、ダウンタイムが削減され、効率、生産性、セキュリティが向上します。

集計

集約では、クラスター管理ソフトウェアを使用して、同様の同種のコンピューターを結合し、リソース センターを作成します。

信頼性と安全性

クラウド コンピューティングなどの仮想化サーバー環境では、システムとサーバーはパフォーマンスの継続性を提供します。 物理サーバー環境でよくあることですが、サービスが中断されることはありません。 システムの稼働時間は維持され、自動負荷分散が行われます。

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仮想化の利点

仮想化には、次のような明確な利点があります。

• ユーザーは仮想メモリからデータにアクセスできるため、物理メモリについて心配する必要はありません。
• ユーザーは、マシンが高度に開発されたセキュリティ機能によって保護されていることを認識した上で、プロジェクトに取り組み、テストを行うことができます。
• 仮想サーバーの維持コストが削減され、データのレプリケーションも削減されます。
• リソースは迅速かつ簡単にデプロイされます。

仮想化のデメリット

ただし、仮想化には欠点もあります。 そのような：

• 仮想化テクノロジーの実際の実装にはかなりの費用がかかります。
• 仮想化にはスケーラビリティの問題も伴います。
• 可用性に関して問題があり、ユーザーはサードパーティの可用性に依存する必要があります。
• ユーザーが適切な手順プロトコルを維持していない場合、機密データにもユーザーがアクセスできる可能性があります。

仮想化の種類

仮想化は、クラウド コンピューティング テクノロジで機能する中心的な概念です。 仮想化にはさまざまな種類があります。 仮想化というときは、単一​​の種類の仮想化だけを意味するのではなく、オペレーティング システムやストレージ容量などに応じて複数の種類の仮想化を意味します。

1. ハードウェアの仮想化

この種の仮想化では、利用可能なリソースを管理するためにハイパーバイザーが使用されます。 ハイパーバイザーは、物理リソースを高度な方法で管理および処理します。

ハードウェア仮想化の種類:

• 完全仮想化:このタイプのハードウェア仮想化では、仮想マシンは既存のハードウェアを完全に刺激します。 変更を加える必要はありません。
• エミュレーション仮想化:仮想マシンはハードウェアを正確に模倣しますが、完全に独立しています。 オペレーティング システムを変更する必要はありません。
• 準仮想化: このタイプの仮想化では、仮想マシンはホスト ハードウェアと同様のインターフェイスを持ちます。 ゲスト オペレーティング システムをカスタマイズすると、仮想マシンのパフォーマンスが最大化されます。

ハードウェア仮想化の利点:

• リソースを有効活用するのに非常に効率的です。
• 稼働時間が大幅に増加します。
• 非常に費用対効果が高く経済的です。
• ハードウェアとソフトウェアの冗長性。

2. オペレーティング システムの仮想化

ここで、ホストマシンは、仮想マシンのオペレーティングシステムを有する。 このタイプの仮想化は通常、アプリケーションをテストし、オペレーティング システムでアプリケーションがどのように動作するかを確認するために行われます。

オペレーティング システムの仮想化の種類:

• Linux オペレーティング システムの仮想化:ここでは、VMware ワークステーション ソフトウェアと呼ばれるソフトウェアがダウンロードされ、Linux オペレーティング システムのインストールに使用されます。
• Windows オペレーティング システムの最適化:このオペレーティング システムを最適化するには、まず VMware ワークステーション ソフトウェアをダウンロードし、次に Windows オペレーティング システムをインストールする必要があります。

オペレーティング システム仮想化におけるディスクの種類:

• プライベート ディスク:このタイプの仮想化は企業または個人によって使用されます。 ディスクに保存される情報は、その容量によって異なります。
• 共有ディスク:ここでは、複数の企業または多くの個人が一度にディスクを共有します。 ディスク データに対して行われた変更は、他のユーザーには影響しません。

オペレーティング システム仮想化の利点:

• データは仮想メモリ上で使用されるため、メンテナンスが不要です。
• データは仮想サーバーに保存されるため、サーバーへの接続は必要ありません。 経済的で時間も節約できます。
• 仮想マシンを使用するため、エネルギー効率が高くなります。
• 不正なアクセスからデータを保護します。
• ソフトウェア機能は迅速に展開され、データも迅速にクライアントに転送されます。

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3. サーバー仮想化

サーバー仮想化は、クラウド コンピューティングで 1 つのサーバーが多数の仮想サーバーに分割されるときに発生します。 これらの仮想サーバーはプライベート仮想サーバーと呼ばれます。 サーバーのリソースをマスクします。 また、コストが最小限に抑えられ、リソースの使用率が向上します。

サーバー仮想化の種類:

• ハイパーバイザー:ハイパーバイザーは、オペレーティング システムをハードウェアから分離するレイヤーのようなものです。 ハイパーバイザーは、クエリ、ハードウェア リクエスト、およびディスパッチを処理します。
• 完全仮想化:この仮想化では、ハードウェアがエミュレートされます。 マシンオペレーションは、入出力機能を実行し、システムの状態を変更するために使用されます。
• 準仮想化:ここで準仮想化の場合、ハイパーバイザーはオペレーティング システムを管理するために多くの処理能力を必要としません。
• オペレーティング システムの仮想化:このタイプの仮想化では、オペレーティング システムは、仮想環境を持ついくつかの独立したワークスペースに分割されます。

サーバー仮想化の利点:

• 1 台のサーバーを複数の仮想サーバーに分割すると、非常に経済的になります。
• ユーザーは機能にアクセスでき、それらの機能はできるだけ早く展開されます。
• ユーザーは機密データを保存できるため、このタイプの仮想化は非常に安全です。
• 各サーバーは、他のサーバーを起動せずに再起動できます。

4. ストレージ仮想化

ここでは、複数の物理サーバーのストレージが 1 つのストレージに統合されます。

ストレージ仮想化の種類:

• ブロックベースのストレージ仮想化:ここでは、論理ストレージが物理メモリから抽出されます。 これにより、仮想化管理ソフトウェアがデバイスの容量を学習できるようになります。
• ファイルベースのストレージ仮想化:ネットワークベースのストレージ システムに使用され、特定の目的に使用されます。

ストレージ仮想化の利点:

• データはホストのアクセスから離れた場所に安全に保存されます。
• データは簡単に取得できます。
• ストレージの抽出により、運用がより効率化されます。

ストレージ仮想化を実装する理由:

• ストレージに関連する問題を実装および管理します。
• ダウンタイムが少なくなります。
• ストレージをより効果的に活用します。

ストレージ仮想化のリスク:

• 失敗:データ損失やダウンタイムが発生する可能性があります。 仮想マシンのデータ保護は最優先されるべきです。
• 名前付けの問題:仮想システムが多すぎると、重要な仮想マシンとそれほど重要でない仮想マシンを識別することが困難になるという名前付けの問題が発生します。

5. デスクトップ仮想化

ここで、ユーザーは接続されたデバイスからデスクトップを表示できます。 デスクトップを物理デバイスから分離して、クライアントがデスクトップにアクセスできるようにします。

デスクトップ仮想化の種類:

• 仮想デスクトップ インフラストラクチャ:ここで、仮想デスクトップは従来のデスクトップ環境を模倣します。 仮想セッションは、クラウド データ センターの仮想マシン上で動作します。
• リモート デスクトップ サービス:これは、少数のアプリケーションのみが仮想化されている場合に発生します。
• サービスとしてのデスクトップ (DaaS):このタイプでは、サービス プロバイダーはデスクトップの仮想化をサービスとして提供できます。

デスクトップ仮想化の利点:

• セキュリティの強化:セキュリティ システムが各仮想マシンを監視します。 仮想マシンは相互に分離されています。 これらの仮想マシンに変更や改変が加えられると、悪意のあるソフトウェアの存在を示す可能性があります。
• ダウンタイムの削減:ユーザーが意識することなく仮想マシンを移動できます。
• 低コスト:ソフトウェア ライセンスが低ければコストも低くなります。

6. ネットワーク仮想化

このタイプの仮想化では、多くの仮想ネットワークを実行および維持できます。 各仮想ネットワークには、そのデータ プランとその制御を含めることができます。 物理ネットワーク上に存在できます。

ネットワーク仮想化用のツール:

• 物理スイッチ オペレーティング システム:オペレーティング システムがネットワーク仮想化をサポートしている場合。
• ハイパーバイザー:仮想マシン上で実行されるソフトウェアです。

ネットワーク仮想化の種類:

• ソフトウェア定義ネットワーキング:ハードウェアは仮想化され、ネットワーク トラフィックはルーティングされます。
• ネットワーク機能の仮想化:ここでは、ファイアウォールなどのハードウェア アプライアンスが仮想化されます。 これらのインストール、監視、管理が非常に簡単になります。

ネットワーク仮想化の利点:

• ネットワークのプロビジョニング時間が短縮されます。
• ネットワークのセキュリティを向上させます。
• 脅威と障害は分離されます。

クラウドコンピューティング環境における仮想化のプロセス

クラウド コンピューティングでは、物理サーバーに名前を割り当てることによって仮想化が行われます。 その後、ポインタはその物理サーバーに向けられます。 これは通常、オンデマンドで行われます。 仮想化では、プログラムの実行が非常に簡単になります。 仮想化では、メモリ、ストレージ、ネットワークのセグメント化が行われます。 仮想化は、ホスト マシンとゲスト マシンが使用されるときに発生します。 ホストマシンとは、仮想マシンが作成されるマシンであり、作成された仮想マシンはゲストマシンとして使用される。

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まとめ

現在、仮想化の需要が高まっており、クラウド コンピューティングのスキルを持つ人は高収入の仕事を見つけることができます。 将来的には、データの保存に使用される仮想サーバーがますます増えていくでしょう。 したがって、IT プロフェッショナル、ソフトウェア テスター、システム管理者、ソフトウェア開発者、およびハードウェア ネットワーキング プロフェッショナルは、クラウド コンピューティングおよび仮想化テクノロジが急速に成長すると予想できます。